局部膨胀土作用下隧道稳定性试验研究

作     者：马素健 Saqib Ashraf 崔瑛 MA Sujian;Saqib Ashraf;CUI Ying

作者机构：横滨国立大学都市创新研究院日本横滨240-0067 

出 版 物：《西华大学学报（自然科学版）》 (Journal of Xihua University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2023年第42卷第1期

页      面：24-31,47页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：日本隧道技术协会研究基金 

主　　题：模型试验 膨胀土 隧道工程 力学特征 

摘      要：膨胀土在中国分布极为广泛,目前相应的研究主要集中于工程监测以及数值模拟,容易出现代表性数据缺乏,结果与实际差别较大等不足。本文通过自主研发的膨胀土隧道设备进行模型试验,对底部膨胀土和左侧膨胀土对隧道稳定性的影响进行研究,探究膨胀作用下隧道的力学响应特征以及围岩变形分布规律,得出如下结论:底部和一侧膨胀作用结束后隧道的环向压力分别达到97.23和37.75 kPa,位于膨胀土对侧位置处的压力几乎为0 kPa,呈现时间正相关和距离负相关现象,底部分布膨胀土情况下扰动范围较大,而一侧分布破坏较为集中;膨胀作用对于隧道的影响是荷载和应变缓冲的共同作用下的非线性相关变化,在膨胀时间为1/5时将出现首次应变缓冲,环向压力增幅迅速减小;当隧道底部分布均匀膨胀土层时可以将膨胀土层看作受弯结构研究隧道的力学特征;不同部位膨胀土作用下的围岩变形将产生剧烈剪切破坏带,根据膨胀土分布位置分别出现单边剪切和双边剪切。